淺談幾種液氯輸送方式的比較

2013-04-02

淺談幾種液氯輸送方式的比較

本文簡要介紹了液態(tài)氯氣作為高度危害有毒介質(zhì)幾種常見的輸送方法，對(duì)雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵、干氣密封式液下泵、屏蔽泵等輸送設(shè)備進(jìn)行了比較，總結(jié)了雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵在液氯輸送方面的優(yōu)勢(shì)。
前言根據(jù)GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》，氯氣是一種高度危害介質(zhì)，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，因此對(duì)液態(tài)氯氣輸送的安全性要求很高。傳統(tǒng)的液氯加壓輸送方式是汽化槽加壓法，20世紀(jì)末，干氣密封式液下泵開始在液氯輸送方面使用，隨后又出現(xiàn)了屏蔽泵和雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵。目前，干氣密封式液下泵是普遍采用的液氯輸送設(shè)備，但存在密封不良、污染環(huán)境等問題，屏蔽泵在液氯輸送方面對(duì)裝置汽蝕余量要求較高，一般安裝在地坑中，操作維修難度大。而雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵避免了上述問題，成為目前比較先進(jìn)的液氯輸送設(shè)備。 1、液氯輸送方式 1．1 汽化槽加壓法用熱水使汽化槽內(nèi)的液氯重新汽化產(chǎn)生高壓來輸送儲(chǔ)罐內(nèi)液氯，重新進(jìn)料時(shí)需排氣降壓，只能間斷操作，不適合壓力較高的輸送，更有因?yàn)槠蹆?nèi)液氯中的三氯化氮（NCl3）積聚而引起爆炸的危險(xiǎn)，因此操作中在汽化槽內(nèi)的液氯還剩1/3時(shí)就必須排空，尾氣量大，能耗高，危險(xiǎn)性大。此種充裝方式能源浪費(fèi)。 1．2 干空氣加壓法用經(jīng)過干燥的壓縮空氣（或氮?dú)猓?duì)液氯貯罐內(nèi)的液氯進(jìn)行加壓輸送，送完后，廢氣抽空，重新加入液氯。不能連續(xù)輸送和高壓力輸送，廢氣處理量大，能耗大。對(duì)干空氣水分含量要求很高，否則會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐、管路和設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，造成事故隱患。 1．3 需要干氣密封的液氯液下泵法此液氯液下泵直接安裝在液氯中間儲(chǔ)罐的上端法蘭開口處。采用離心式多級(jí)液氯泵處理液氯，可實(shí)現(xiàn)液氯的連續(xù)輸送和罐裝；可實(shí)現(xiàn)大流量、高揚(yáng)程，液氯儲(chǔ)罐不必再承受干空氣或汽化過程施加的高壓，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險(xiǎn)。但它的缺點(diǎn)是需要連續(xù)不斷的干氣隔離密封，如氮?dú)饣蚋稍锟諝猓蓺獾膲毫σ笥谝郝鹊钠瘔毫?，不斷產(chǎn)生的混合尾氣需要回收處理；在使用時(shí)，一般采用壓縮干燥空氣進(jìn)行隔離密封，如果干燥空氣質(zhì)量不好（含水量高），將對(duì)設(shè)備和管路產(chǎn)生腐蝕；另外，此泵軸細(xì)長，泵多長軸多長，屬于柔性軸；此軸與液氯和密封混合氣接觸，容易損壞，維修比較麻煩，維修成本高。 1、4 屏蔽泵法屏蔽泵屬于完全無泄漏泵，密封性能優(yōu)良，可以避免液氯的泄漏；屏蔽泵是從液氯儲(chǔ)罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險(xiǎn)；由于屏蔽泵的轉(zhuǎn)速一般為2950轉(zhuǎn)/分，泵汽蝕余量較高，所以屏蔽泵對(duì)裝置汽蝕余量要求很高，必須安裝在液氯貯罐下4至6米的深坑中。缺點(diǎn)是容易汽化，若損壞嚴(yán)重需返廠維修。 1、5 臥式磁力泵法磁力泵同屏蔽泵一樣，也屬于完全無泄漏泵，密封性能優(yōu)良，可以避免液氯的泄漏；也是從液氯儲(chǔ)罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險(xiǎn)；由于磁力泵的轉(zhuǎn)速一般為2950轉(zhuǎn)/分，泵汽蝕余量較高，所以磁力泵對(duì)裝置汽蝕余量要求很高，必須安裝在液氯貯罐下4至6米的深坑中。磁力驅(qū)動(dòng)液氯泵有兩種形式，一種是單隔離套結(jié)構(gòu)，另一種是雙隔離套結(jié)構(gòu)；根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，建議選用雙隔離套結(jié)構(gòu)，它的密封性將更加安全可靠，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的、安全可靠的雙重密封；而單隔離套結(jié)構(gòu)如果隔離套破損，液氯將泄漏到大氣中。 1、6 雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵法此液氯液下泵采用雙隔離套結(jié)構(gòu)、磁力驅(qū)動(dòng)，不需要干氣隔離密封，無尾氣處理，無干氣和氯氣損耗，可實(shí)現(xiàn)完全無泄漏；此泵直接安裝在液氯中間儲(chǔ)罐的上端法蘭開口處。從中間罐底部抽取液氯，可實(shí)現(xiàn)液氯的連續(xù)輸送和罐裝；可實(shí)現(xiàn)大流量、高揚(yáng)程，液氯儲(chǔ)罐不必再承受干空氣或汽化過程施加的高壓，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險(xiǎn)。此泵可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自動(dòng)排氣，根據(jù)實(shí)際需要可以隨時(shí)開泵、隨時(shí)停泵。 2、各種液氯泵的比較 2.1 液氯液下泵方案和臥式液氯泵方案之間的比較液氯液下泵包括需要干氣密封的液氯液下泵和雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵，臥式液氯泵包括屏蔽泵和臥式磁力泵；液氯液下泵直接安裝在液氯中間罐上, 屏蔽泵安裝在液氯儲(chǔ)罐外；液氯液下泵一般采用4極轉(zhuǎn)速(1500轉(zhuǎn)/分)電機(jī),泵汽蝕余量小,液氯儲(chǔ)罐相對(duì)高度低,節(jié)約建設(shè)和安裝費(fèi)用; 臥式液氯泵一般采用2極轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)/分)電機(jī),泵汽蝕余量大,液氯儲(chǔ)罐相對(duì)高度較大,建設(shè)和安裝費(fèi)用增大;也有的在液氯儲(chǔ)罐附近挖地坑,把泵安裝在地坑內(nèi),但此種方式需要保證地坑通風(fēng)良好(增加強(qiáng)制風(fēng)扇),因?yàn)槁葰饷芏却?若有泄漏氯氣將積聚在地坑中。 2、2 臥式磁力驅(qū)動(dòng)液氯泵和液氯屏蔽泵的比較：序號(hào) 內(nèi)容臥式磁力驅(qū)動(dòng)液氯泵液氯屏蔽泵 1 驅(qū)動(dòng)方式磁力驅(qū)動(dòng) 屏蔽電機(jī)驅(qū)動(dòng) 2 關(guān)鍵密封部件雙層隔離套單層屏蔽套 3 安全比較采用雙隔離套結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)雙重靜密封,確保安全性單層屏蔽套,泄漏時(shí)將直接進(jìn)入電機(jī)定子腔, 腐蝕電機(jī)絕緣漆,使液氯直接與高壓電源接觸,存在不可預(yù)料的危險(xiǎn). 4 液氯帶走熱能比較磁力泵只是需要液氯將隔離套磁損熱量帶走，泵可以隨時(shí)停車和開車不僅需要液氯帶走屏蔽套磁損熱量,而且屏蔽電機(jī)產(chǎn)生大量的熱也需要液氯帶走,特別是停泵后泵腔內(nèi)液氯不流動(dòng),屏蔽泵整體溫度升高,泵腔內(nèi)液氯汽化,再啟動(dòng)很困難或需要很長時(shí)間才能進(jìn)行第二次啟動(dòng); 5 泄漏監(jiān)測(cè) 在兩個(gè)隔離套間引出儀表接口,可監(jiān)測(cè)第一層隔離套的密封性單層屏蔽套，無法實(shí)現(xiàn) 6 結(jié)構(gòu)與維修泵與電機(jī)分體結(jié)構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,可現(xiàn)場(chǎng)更換任何零部件不需要返廠；成本低泵與屏蔽電機(jī)為一整體,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,現(xiàn)場(chǎng)很難維修,損壞必需返廠維修；成本高 2、3 雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵與需要干氣密封的液氯液下泵比較：序號(hào) 內(nèi)容磁力驅(qū)動(dòng)液氯泵氮?dú)饷芊庖郝缺?1 密封形式磁力驅(qū)動(dòng),不需要干氣密封需要干氣流動(dòng)隔離密封 2 密封安全性所有密封點(diǎn)都采用密封墊,屬于靜密封,安全可靠,可保證零泄漏填料加干氣流動(dòng)隔離密封,屬于動(dòng)密封,不能保證完全無泄漏 3 壓力波動(dòng)對(duì)密封性的影響液氯儲(chǔ)罐氣相壓力波動(dòng)仍可保證零泄漏液氯儲(chǔ)罐氣相壓力或氮?dú)鈮毫Σ▌?dòng),將打破氯氣和干氣的壓力平衡,產(chǎn)生氯氣泄漏 4 結(jié)構(gòu)安全性采用雙隔離套結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)雙重靜密封,確保安全性無 5 自動(dòng)控制在兩個(gè)隔離套間引出儀表接口,可監(jiān)測(cè)第一層隔離套的密封性無 6 干氣消耗無干氣消耗干氣流動(dòng)隔離密封,干氣每天消耗量很大 7 氯氣損耗無氯氣損耗氯氣每時(shí)每刻都要被流動(dòng)的干氣帶走,損耗量很大 8 尾氣排放無尾氣排放有大量氯氣和干氣的混合尾氣要不間斷地排放和回收 9 軸多軸結(jié)構(gòu),剛性軸,不容易變形，只有下端一根短軸與液氯接觸只有一根軸(很長),柔性軸,容易變形且與液氯接觸面積大 10 維修積木原理,維修簡單細(xì)長軸,維修復(fù)雜 11 干氣對(duì)氯氣純度的影響無需干氣，沒有影響干氣壓力要大于氯氣壓力，有一部分干氣要不斷地進(jìn)入氯氣中，影響氯氣的純度 12 干氣對(duì)設(shè)備的腐蝕無需干氣，沒有腐蝕如果干氣質(zhì)量不好，將對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕 3、小結(jié)氯氣是一種高度危害介質(zhì)，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，因此對(duì)液態(tài)氯氣輸送的安全性要求很高，在選擇方案時(shí)，一定要考慮在各種邊界條件下的安全性，在以往的液氯泄漏事故中，都是對(duì)邊界條件下的安全性考慮不足。雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵，已經(jīng)考慮了對(duì)各種邊界條件下輸送液氯的安全性，是目前國內(nèi)比較先進(jìn)的液氯輸送方式，安全可靠，安全系數(shù)較高，維修簡單。只要在使用過程中控制液氯中的酸泥和系統(tǒng)中機(jī)械雜質(zhì)，就能保證其安全平穩(wěn)長周期運(yùn)行，目前我單位四臺(tái)雙隔離套磁力驅(qū)動(dòng)液氯液下泵在正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn) [1]液氯輸送采用屏蔽泵和液下泵的對(duì)比分析—化工生產(chǎn)與技術(shù) 胡東加 1998年2月 [2] 薛敦松、錢錫俊、吳宗詳．石油化工設(shè)備檢修手冊(cè)．中石化出版社． [3] API685-2000 石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用無密封式離心泵兵器工業(yè)出版社

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年04月02日星期二

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